Procesos ambientais e economía circular

A materia de Procesos Ambientais e Economía Circular ten unha vinculación directa con aquelas que compoñen o módulo de “Bases” do máster en Enxeñaría Ambiental, así como con outras materias do máster que empregan os balances de materia e enerxía e os principios da economía circular.
Nome
Materia: Procesos Ambientais e Economía Circular
Tipo: Obrigatoria
Curso: 1º Curso do Máster Oficial en Enxeñaría Ambiental
Nº de créditos: 4,5 ECTS
Módulo: Bases
Profesorado
Gumersindo Feijoo Costa
Dpto. Enxeñaría Química
Teléfono: 881816776
correo-e: gumersindo.feijoo@usc.gal

Esta materia ten como obxectivo primordial introducir ao alumno no concepto da filosofía de ciclo de vida e a súa relación cos ODS e a Economía Circular. Ámbolos dous casos é imprescindible un coñecemento dos fluxos de materia e enerxía dos produtos/procesos/servizos involucrados; parámetro previo cara a toma de decisións de carácter tecnolóxico (melloras no deseño, definición dos parámetros de operación, etc.), económico (incrementar a eficacia e produtividade dos sistemas), ambiental (redución das emisións, estratexias de minimización, etc.) e social (definición de aspectos de hixiene e seguridade no traballo, redución dos efectos prexudiciais para os traballadores, etc.).

Os contidos que se desenvolven no curso son os contemplados no descritor da materia no plano de estudos do Máster Oficial en Enxeñaría Ambiental: “Filosofía de ciclo de vida. Obxectivos de Desenvolvemento Sostible. Paradigma da economía circular. Sistematización de diagramas de fluxo. Balances de materia. Balances de enerxía calorífica, total e mecánica”. O programa da materia consta dos seguintes temas:
Bloque I. Sostenibilidade: Principios e Bases
Tema 1. Filosofía de Ciclo de Vida. Antecedentes. Aspectos claves na definición da filosofía de ciclo de vida. Historia das cousas. Obxectivos de Desenvolvemento Sostible. Axenda 2030.
Tema 2. Economía Circular. Fundamentos. Sistema Multi-R. Estratexias de Economía Circular. Modelos de negocio.
Bloque II Balances de Materia e Enerxía
Tema 3. Balances de materia. Formulación xeral da ecuación de balance. Ecuación de balance macroscópico de materia. Balances de materia en sistemas sen e con reacción química.
Tema 4. Balances de enerxía. Formulación do balance macroscópico de enerxía. Aplicación a sistemas con e sen reacción química.
Tema 5. Balance de enerxía mecánica. Ecuación de Bernouilli. Fluxo de fluídos incompresibles: Ecuación de Fanning. Impulsión de fluídos por conducións.
Obxectivos específicos
No primeiro bloque preséntanse os aspectos xerais da xestión ambiental, considerando tanto a análise orientada a proceso como a produto, e definindo un enfoque precautorio e preventivo dos procesos produtivos e de servizos dende unha perspectiva de ciclo de vida. Tamén se introduce o concepto de Economía Circular xunto cos Obxectivos de Desenvolvemento Sostible definidos na Axenda 2030 pola ONU no ano 2015.
O segundo bloque centrase nos balances de materia e enerxía para a cuantificación dos fluxos de entrada e saída a un determinado sistema. Este sistema pode ser tan sinxelo como un equipo de aire acondicionado, ou tan complexo como un ecosistema. A realización dos balances implica a resolución de sistemas de ecuacións lineais ou non lineais, onde a partir dun número limitado de datos temos que formular diferentes “balances” ou “ecuacións” entre as diversas liñas de fluxo, tal que nos conduzan á obtención dos valores das variables problema de cada “sistema”.
As actividades a facer son:
Resolución dunha serie de boletíns de problemas que se abordaran na propia aula.
Entrega, ao longo do desenvolvemento da materia, dun caso real que deberán resolver en equipo para a súa avaliación.

Bibliografía básica
Feijoo, G., Lema, J.M., Moreira, M.T. Mass Balances for Chemical Engineers. Amsterdam: De Gruyter. 2020: ISBN (E-book): 978-3-11-062431-1. Código BETSE: A110 29
Feijoo, G., Moreira, M.T. Análisis de ciclo de vida y huella de carbono. Casos prácticos. Research Gate, 2020. DOI: 10.13140/RG.2.2.11030.50240/1. Código: Acceso abierto
Bibliografía complementaria
Oloman, C. Material and Energy Balances for Engineers and Environmentalists. London: Imperial College Press, 2009. ISBN: 978-1-84816-368-3. Código BETSE: A200 30
Vence, X. Economía circular transformadora y cambio sistémico : retos, modelos y políticas. Fondo de Cultura Económica, 2023. ISBN: 978-8437508184. Código BUSC: Q5 985

Básicas
• CB6.- Posuír e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
• CB7. Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en entornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo
• CB8. Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuízos a partir dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos.
• CB9. Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüidades
• CB10. Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que terá que ser en gran medida autodirixido o autónomo.
Xerais
• CG1. Identificar e enunciar problemas ambientais
• CG5. Realizar a investigación apropiada, emprender o deseño e dirixir o desenvolvemento de solucións de enxeñaría, en contornas novas ou pouco coñecidos, relacionando creatividade, orixinalidade, innovación e transferencia de tecnoloxía.
• CG7. Dirixir e xestionar a organización do traballo e o recursos humanos aplicando criterios de seguridade industrial, xestión da calidade, prevención de riscos laborais, sustentabilidade e xestión medioambiental (boas prácticas)
Transversais
• CT1. Desenvolver capacidades asociadas ao traballo en equipo: cooperación, liderado, saber escoitar.
• CT4. Demostrar razoamento crítico e autocrítico, capacidade analítica e de síntese
Específicas
• CE1. Saber avaliar e seleccionar a teoría científica axeitada e a metodoloxía precisa do campo de estudo da Enxeñaría Ambiental para formular xuízos a partir da información incompleta ou limitada incluíndo, cando sexa preciso e pertinente, unha reflexión sobre a responsabilidade social ou ética ligada á solución que se propoña en cada caso.
• CE4. Deseñar produtos, procesos, sistemas e servicios da industria de procesos, así como a optimización doutros xa desenrolados, tomando como base tecnolóxica as diversas áreas da Enxeñaría Ambiental.
• CE5. Conceptualizar modelos de enxeñaría, aplicar métodos innovadores na resolución de problemas e aplicacións informáticas adecuadas, para o deseño, simulación, optimización e control de procesos e sistemas
• CE8. Abordar un problema real de Enxeñaría Ambiental baixo unha perspectiva científico-técnica, recoñecendo a importancia da procura e xestión da información existente e da lexislación aplicable.
• CE11. Identificar accións no ámbito da economía circular, definindo as opcións dentro dos novos modelos de negocio.

A metodoloxía da materia basease fundamentalmente no estudo de casos, con clases maxistrais e de seminario presenciais. Estas clases apóianse coa utilización de presentacións en MS Power-Point e MS Excel. Un máximo do 10% das horas poderán impartirse de forma telemática.
Úsanse as aplicacións do Campus Virtual e MS Teams como ferramentas de comunicación co alumnado.
Relación entre as metodoloxías docentes e o desenrolo de competencias:
• Clases maxistrais: CB6, CB7, CE1, CE11.
• Seminarios: CB6, CB7, CB8, CB10, CG1, CG5, CT1, CT4, CE4, CE5, CE8
• Titorías: CB9, CE1, CE4, CE8

Avaliación por actividades:
• Resolución problema real (en equipo): 60%
• Exame presencial: 40%
Non superará a materia aquel alumno/a que non obteña un mínimo de 3 puntos sobre 10 no exame. O exame consistirá na resolución de 1 caso práctico para o que poderán usar as follas de cálculo desenroladas en clase, así como as táboas e material complementario
Avaliación por competencias:
• Problema real: CB6, CB7, CB10, CG1, CG5, CG7, CT1, CT4, CE4
• Exame: CB7, CT4, CE8.

No caso de detectarse plaxio no exame ou na resolución do problema en equipo suporá o suspenso da materia.

A materia ten una carga de traballo de 4,5 ECTS, correspondendo 1 crédito ECTS a 25 horas de traballo total, que se reparten da seguinte forma:

Actividade Horas presenciais Traballo persoal TOTAL
Teoría 14,0 12,5 26,5
Seminarios 18,0 41,0 59,0
Titorías obrigatorias 4,0 9,0 13,0
Exame 2,0 12,0 14,0
TOTAL 38,0 74,5 112,5

O alumnado que se matricule nesta materia terá que ter unha serie de coñecementos básicos: álxebra lineal e análise matemático, química e física. Ademais, deberán posuír un coñecemento de Excel a nivel usuario.
Tamén resulta aconsellable que o alumno teña unha serie de coñecementos adicionais dominio do idioma inglés a nivel de lectura e coñecementos de aplicacións informáticas a nivel usuario (Word, uso de correo electrónico, consulta de páxinas web).

Na materia usase de xeito importante o ordenador portátil, pois moitos dos casos prácticos requiren de aplicacións informáticas como elemento de apoio.
Asemade se empregará documentación de portais de ciencia aberta como son The Conversation e GCiencia.
O idioma da materia será o castelán en consonancia coa decisión estratéxica do Máster que definiu como caladoiro fundamental a captación de alumnado de fora da comunidade autónoma.